雨雪的這些“暗箱操作”你知道嗎？
地球上水循環将水分輸送到各地，降雨和降雪是其中重要的環節。但是降雨和降雪有時也具有破壞性，比如引發洪澇災害、暴風雪天氣。然而，大自然系統的複雜程度可能是我們想不到的：雨雪除了制造我們看得見的自然災害，它們有時還會來一些暗地裡的操作，制造一些意想不到的自然災害，這是怎麼回事呢？
降雨澆燃了火山？
2018年5月，位于美國夏威夷的基拉韋厄火山發生猛烈噴發，大量的火山灰噴向天空，火山附近的地表出現新的裂縫，熔岩從裂縫中湧出。熔岩奔流入海，對海岸附近的海域造成了破壞，熔岩還湧向居民區，摧毀了數百棟房屋……
基拉韋厄火山噴發不是什麼大新聞，因為它本來就是地球上最活躍的火山之一，這座火山底部有兩個長期存在的熔岩湖。自1983年以來，它就幾乎沒有停止過噴發，隻不過2018年，它突然一反“溫和”噴發的常态，變得異常活躍起來。
盡管大多數人都認為基拉韋厄火山噴發沒什麼特别的，但是美國邁阿密大學的研究人員腦海裡卻閃現了一個問題：是什麼導緻基拉韋厄火山猛烈噴發？
由于無法對火山内部進行觀察，因此無法獲得直接信息。研究人員隻能另辟蹊徑，他們對基拉韋厄火山附近的天氣和降雨的科學記錄，以及基拉韋厄火山的長期監測數據進行了分析。探究火山噴發的原因，為什麼要研究天氣和降雨呢？
這種不尋常的操作雖然讓人困惑，但是他們還真的找到了一些線索。研究人員将兩百多年來，基拉韋厄火山的天氣、降雨的科學記錄和火山相關的數據加入模型中。結果他們發現，自從1790年以來，基拉韋厄火山大約60%的噴發時間是在雨季。而監測數據顯示，恰好在這些時段火山内部的壓力也有所升高。而當他們将基拉韋厄火山2018年的相關數據輸入研究模型後，發現火山噴發前夏威夷有幾個月降雨異常多，并且火山内部壓力在噴發前和噴發期間都達到了50年來的最高水平，這最終導緻了火山的大爆發。研究人員認為，這可能是大量的雨水滲入深層岩石的縫隙，使火山内部壓力增大，迫使岩漿向火山口湧去，或者“開辟”新的“管道”，從而發生了猛烈噴發。
那麼，強降水真的能夠引爆火山嗎？
這一新穎的觀點并沒有得到多數科學家的認可。因為促使火山噴發的最主要原因是火山内部的壓力，雖然降雨對火山有一定程度的影響，但是其制造的壓力不足以觸發大爆發。導緻火山内部壓力增大應另有原因。
一組研究人員對2018年基拉韋厄火山噴出的火山物質進行了研究，他們發現，火山噴出的第一批物質曾在火山中停留了較長一段時間。而基拉韋厄火山一直處于活躍狀态，為什麼這些物質沒有被及時噴出呢？研究人員認為，這些物質可能正是導緻火山内部壓力過高的“元兇”，它們可能堵塞了火山内部系統，使壓力不斷積累，當壓力達到臨界點時，火山就發生了猛烈的噴發，而首先沖出火山口的物質中就包括“堵塞物”。因此，使基拉韋厄火山大爆發的原因可能是内部堵塞了。
看來，降雨可能并不是火山爆發的主要原因，不過，這個觀點也為預測火山的研究提供了新線索。如今，科學家還不能準确預測火山爆發的時間、爆發的強度，最重要的原因之一就是我們對火山爆發的原因了解不夠，如果能綜合所有可能導緻火山爆發的原因，或許有助于準确預測火山爆發。
雨雪按下了地震鍵？
美國的聖安德烈亞斯斷層位于太平洋闆塊和北美洲闆塊的交界處，它就像地表上一條長長的疤痕，綿延約1000千米。由于闆塊的相互作用，斷層附近經常發生地震。而引發地震的原因五花八門，比如海潮的沖擊。
早在2002年，科學家就發現潮汐引發水下火山的震動，而在2004年，科學家又發現，潮汐在一些斷層上引發地震。随着地震儀越來越靈敏，分布越來越廣，科學家們可以識别到震級更低、震源位于地殼更深處的微地震。2012年，科學家發現，聖安德烈亞斯斷層居然也受潮汐的影響，在每天兩次潮汐峰值時，微地震發生頻率更高。而每個月的兩次大潮期間，這個斷層帶的微地震更為集中。科學家認為，這是因為在潮汐的作用下，海水來回晃動，在潮汐峰值時，海水對太平洋闆塊的沖擊，使其向北美洲闆塊彎曲，兩個闆塊的相互作用引發了微地震。
2017年，美國加州大學伯克利分校的地震學家還發現，冬季的雨雪竟然也能導緻斷層附近微地震增多。雨雪是如何引發地震的？這或許是因為“季節性負荷”。所謂的季節性負荷，簡單來說就是雨季的降雨和冬季的積雪對地殼的壓力。
地震學家們收集了分布在加州的600多個GPS傳感器的數據，測量了聖安德烈亞斯斷層線的垂直運動，以追蹤季節性負荷導緻的變化。這些傳感器非常靈敏，能夠探測到地面的輕微下沉和上升。根據數據，他們計算了斷層不同位置的壓力在不同季節的變化，并對比2006年到2015年之間的3600次5.0級以下的地震。最終，他們總結出了一個規律——在冬季到春季，由于積雪、湖泊和水庫裡的水聚集起來，聖安德烈亞斯斷層附近的地殼會在重壓下下沉，其中早春時節，地殼下沉的幅度最大；随着夏季的到來，積雪融化、水位降至最低時，地面就會反彈，恢複到原來的樣子。就在這一沉一升之間，小型地震就出現了。看來，冬季的雨雪确實與微地震有關。
那麼，這項研究的結果能用于預測地震嗎？恐怕不行，不過它能夠讓我們了解小型地震和地震對地殼的破壞過程，而通過對這些知識和數據的積累，可能有助于我們對斷層附近的地震的危險性做出更準确的評估。更重要的是，随着全球氣候的變化，一些地區冬天雨雪更多，夏季更幹旱，如果這些地區正好是地震高發區，那麼這些變化或許會對地震的發生造成影響，那麼了解雨雪與地震之間的關系就很重要了。
如今，盡管科技有了很大的發展，但是地震和火山爆發仍無法準确預報，但是這些自然的猛獸作惡起來又會造成嚴重的破壞，因此科學家們從未停止對它們的研究，不斷挖掘引發這些自然災害的各種原因，研究這些災害發生的過程，而這些新的發現和研究将有助于未來人類對這些自然災害的預報。
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